冷成型钢龙骨—覆面板材自攻螺钉连接件力学性能试验研究

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1、学校代码：10286分类号：TU392.5密级：公开UDC：624学号：150912冷成型钢龙骨-覆面板材自攻螺钉连接件力学性能试验研究研究生姓名：韩鹏飞导师姓名：叶继红教授申请学位类别工学硕士学位授予单位东南大学一级学科名称土木工程论文答辩日期2018年6月1日二级学科名称防灾减灾工程及防护工程学位授予日期2018年月日答辩委员会主席潘金龙教授评阅人S0051103-1S0051103-22018年6月6日No:SEU-150912东南大学硕士学位论文冷成型钢龙骨-覆面板材自攻螺钉连接件力学性能试验研究研究生：韩鹏飞导师：叶继红教授本课题来源于国家基金重点项目：多层轻钢龙骨式复

2、合剪力墙结构体系创新、基础理论与设计方法研究（项目批准号：51538002）中国南京东南大学二〇一八年五月DissertationforMasterDegreeNo:SEU-150912ExperimentalStudyonBehaviorofScrewConnectionsinCFSKeel-SheetingBoardADissertationSubmittedtoSoutheastUniversityFortheAcademicDegreeofMasterofEngineeringBYHANPengfeiSupervisedbyProf.YEJihongSchoolofCiv

3、ilEngineeringSoutheastUniversityNanjing,P.R.ChinaMay,2018东南大学学位论文独创性声明本人声明所里交的学位论文进我个人在导忡指分下进行的研究ｋＨ宄成Ｔｒ找Ｗｉ丨怍岐収徇的１研宂成知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外ｉ过的，论文中不包含托他人己经发汷成撋也不包含为获得东南大学或其它教疔机构的学位或证书而使用过的ＭＷ．￣我Ｎ丨作的卜〇上叫＋？？？：充巧做的任何贡献均己在论义中作了明确的说明并表示了谢意？研宂生签名：＾丨３期：东南大学学位论文使用授权声明（）＞东南大学、中国科学技术信息研宂所、国

4、家图书馆、《中国学术期刊光盘版电子杂志社何限公司、万方数据电子出版社、北京万方数据股份有限公司有权保留本人所送交学位论文的复印件和电子文档，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文？本人电子文挡的内容和纸质论文的内一致。除在保密期内的保密论文外，容相，允许论文被査阅和借阅可以公布（包括以电子信息形式刊登）论文的全部内容或中？论文的公布（包括以电子信息形式刊Ｓ）授权、英文摘要等部分内容东南大学研宂生院办理。研宂生签名导师签名＾ｆ摘要冷成型钢龙骨-覆面板材自攻螺钉连接件力学性能试验研究学校名称：东南大学研究生姓名：韩鹏飞导师姓名：叶继红教授摘要冷

5、成型钢结构作为一种新型结构体系，具有材料质轻、节能环保、施工便捷等优点。该结构体系的主要抗侧构件为冷成型钢复合剪力墙，其由覆面板材与冷成型钢龙骨通过自攻螺钉连接而成，现有研究表明，钢龙骨与覆面板材之间连接的破坏是剪力墙破坏的主要原因。为了充分了解组合墙体的受力性能，需要对自攻螺钉连接件的力学性能展开研究。因此，本文对四种类型冷成型钢龙骨-覆面板材自攻螺钉连接件的力学性能进行试验研究，拟合其骨架曲线模型和滞回模型，并运用有限元软件对连接件进行数值模拟。主要内容及结论如下：首先，通过材性试验得到了中、低密度波特板两种新型覆面板材的弹性模量、静曲强度和泊松比，为连接件力学性能的数值模拟

6、提供基础数据；针对试验装置的局限性，并结合现阶段新型板材研究不足以及未考虑螺钉受力状况等问题，本文设计了一种新型试验装置，对42组钢龙骨-覆面板材自攻螺钉连接件进行抗剪试验，研究板材类型（石膏板、刨花板和中、低密度波特板，其中，中、低密度波特板重点研究）、螺钉边距、加载方式、螺钉受力状况（剪力平行于板边和剪力垂直于板边）以及螺钉数量对冷成型钢龙骨-覆面板材自攻螺钉连接件力学性能的影响。试验结果表明：中、低密度波特板连接件单向拉伸时均发生了板材的脆性破坏，而单向受压时连接件破坏呈延性；板材类型、螺钉数量和加载方式对连接件的峰值荷载均具有显著影响，其中中密度波特板连接件的峰值荷载比低

7、密度波特板连接件的峰值荷载高48%～95%，单根自攻螺钉连接件的峰值荷载比多根自攻螺钉连接件中单颗螺钉的峰值荷载高约30%；仅剪力垂直于板边、单向受拉工况，螺钉边距对连接件峰值荷载的影响较大，螺钉边距每增加5mm，连接件峰值荷载增加约30%；单向拉伸工况，螺钉受力状况对连接件力学性能影响明显，剪力平行于板边时连接件的峰值荷载和峰值位移较大。然后，考虑到连接件荷载-位移曲线对组合墙体数值模拟精度具有直接影响，为了提高墙体数值模拟的可靠性和准确性，基于试验结果，建立了连接件的具体恢复